RU2534594C2 - Perfected process of investment wax pattern production of turbomachine blade assembly, metal mould and wax pattern to this end - Google Patents
Perfected process of investment wax pattern production of turbomachine blade assembly, metal mould and wax pattern to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534594C2 RU2534594C2 RU2012117789/02A RU2012117789A RU2534594C2 RU 2534594 C2 RU2534594 C2 RU 2534594C2 RU 2012117789/02 A RU2012117789/02 A RU 2012117789/02A RU 2012117789 A RU2012117789 A RU 2012117789A RU 2534594 C2 RU2534594 C2 RU 2534594C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- metal
- mold
- wax
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
- F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C21/00—Flasks; Accessories therefor
- B22C21/12—Accessories
- B22C21/14—Accessories for reinforcing or securing moulding materials or cores, e.g. gaggers, chaplets, pins, bars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
- B22C7/02—Lost patterns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
- B22C9/108—Installation of cores
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/284—Selection of ceramic materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
- F05D2230/21—Manufacture essentially without removing material by casting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к изготовлению кольцевого лопаточного статорного узла для турбомашины, такой как авиационная турбомашина.The present invention relates to the manufacture of an annular blade stator assembly for a turbomachine, such as an aircraft turbomachine.
На фиг.1 схематично показан такой лопаточный узел 10, иногда называемый узлом передних или задних направляющих лопаток, в зависимости от его функции в турбомашине. Данный лопаточный узел 10 обычно включает в себя две коаксиальные кольцевые структуры или экраны, которые являются соответственно внутренним 12 и внешним 14 и которые соединены друг с другом множеством лопаток 16.Figure 1 schematically shows such a
Более конкретно, изобретение относится к изготовлению лопаточного узла, включающего в себя по меньшей мере одну лопатку 18, содержащую полость, преимущественно удлиненной формы в радиальном направлении, предназначенную, например, для измерения физических параметров, таких как давление и температура воздуха, перемещающегося вдоль лопатки, возможно через отверстия 20 данной лопатки.More specifically, the invention relates to the manufacture of a blade assembly comprising at least one
Уровень техникиState of the art
Лопаточные статорные узлы турбомашин обычно изготавливают способом литья по выплавляемой модели, при котором предварительно изготавливают восковую модель, имеющую форму изготавливаемого лопаточного узла, в дальнейшем обеспечивающую изготовление цементной формы посредством формования для дублирования данной восковой модели. После удаления воска в полученную ранее цементную форму отливают металлический сплав, чтобы образовать, после охлаждения и извлечения из формы, требуемый лопаточный узел.The blades of the stator assemblies of turbomachines are usually made by a lost-wax casting method, in which a wax model is preliminarily made having the shape of a blade assembly to be made, which further provides the production of a cement mold by molding to duplicate this wax model. After the wax has been removed, a metal alloy is cast into the previously obtained cement mold to form, after cooling and removing from the mold, the desired blade assembly.
Восковую модель изготавливают заранее посредством металлической формы, имеющей приблизительно форму изготавливаемого лопаточного узла.The wax model is made in advance by means of a metal mold having approximately the shape of the blade assembly to be made.
Если по меньшей мере одна лопатка лопаточного узла содержит полость, то в участок металлической формы, который образует вышеупомянутую лопатку, вставляют литейный стержень удлиненной формы, который показан на фиг.2, для того чтобы образовать оттиск полости. Данный стержень 22 изготавливают из керамического материала, так что он обладает достаточной термостойкостью, чтобы выдерживать высокие температуры, связанные с отливкой вышеупомянутого металлического сплава, и обеспечить последующее удаление данного стержня обычным химическим методом.If at least one blade of the blade assembly contains a cavity, an elongated casting core, which is shown in FIG. 2, is inserted into the metal mold section that forms the aforementioned blade in order to form an impression of the cavity. This
Затем в металлическую форму, содержащую литейный стержень, инжектируют под давлением воск, для того чтобы образовать, когда он охлаждается, модель изготавливаемого лопаточного узла, в которой литейный стержень окружен воском и занимает пространство, соответствующее вышеупомянутой полости.Then, wax is injected into the metal mold containing the casting rod under pressure in order to form, when it cools, a model of the manufactured blade assembly in which the casting rod is surrounded by wax and occupies a space corresponding to the aforementioned cavity.
Во время инжекции воска литейный стержень установлен на металлической форме так, что он прочно удерживается на месте, для того чтобы эффективно ограничить риск деформации стержня под давлением воска, которая может снизить точность геометрической формы восковой модели и, как следствие, лопаточного узла, получаемого на конечном этапе способа изготовления. Литейный стержень обычно удерживается на месте посредством двух выступов 24 и 26 (фиг.2), образованных соответственно на обоих концах стержня и выступающих из металлической формы, позволяя захватывать их соответствующими опорными средствами.During wax injection, the casting bar is mounted on a metal mold so that it is firmly held in place in order to effectively limit the risk of the bar deforming under the pressure of the wax, which can reduce the accuracy of the geometric shape of the wax model and, as a result, the blade assembly obtained on the final stage of the manufacturing method. The foundry core is usually held in place by two
Затем изготавливают цементную форму посредством формования для дублирования восковой модели, полученной ранее и содержащей стержень, таким образом, что цемент окружает оба выступа данного стержня, которые выступают за пределы восковой модели. После того как данный цемент затвердеет и после удаления воска получается цементная форма, содержащая стержень, который теперь удерживается на месте самой цементной формой.Then, a cement mold is made by molding to duplicate the wax model obtained previously and containing the rod, so that cement surrounds both protrusions of the rod, which extend beyond the wax model. After this cement has hardened and after removing the wax, a cement mold is obtained containing a core, which is now held in place by the cement mold itself.
Затем, после заливки металлического сплава в ранее полученную цементную форму и после охлаждения данного металлического сплава, стержень удаляют, обычно химическим методом, и полученную металлическую деталь извлекают из формы, чтобы получить кольцевой лопаточный узел.Then, after pouring the metal alloy into the previously obtained cement mold and after cooling the metal alloy, the rod is removed, usually by a chemical method, and the obtained metal part is removed from the mold to obtain an annular blade assembly.
Удаление стержня оставляет во внутреннем экране данного лопаточного узла отверстие 28, образованное в результате прохождения одного из выступов стержня, которое показано на фиг.3. Поскольку наличие отверстия в данном месте нежелательно, данное отверстие обычно заделывают пайкой твердым припоем или подобным методом.Removing the rod leaves an
Однако данная операция заделывания отверстия увеличивает стоимость изготовления кольцевых лопаточных узлов.However, this hole sealing operation increases the cost of manufacturing annular blade assemblies.
Кроме того, наличие паяных частей во внутренних экранах данных узлов вызывает нарушения формы и структуры в данных экранах, которые являются такими, что они уменьшают механическую прочность и, соответственно, срок службы данных экранов.In addition, the presence of soldered parts in the internal screens of these nodes causes a violation of the shape and structure in these screens, which are such that they reduce the mechanical strength and, accordingly, the service life of these screens.
Кроме того, в некоторых случаях литейный стержень может подвергаться деформации под давлением воска, при инжекции последнего, что приводит к возникновению дорогостоящих отходов.In addition, in some cases, the casting core may undergo deformation under the pressure of the wax, with the injection of the latter, which leads to the appearance of expensive waste.
Описание изобретенияDescription of the invention
Таким образом, одной целью изобретения является создание простого экономичного и эффективного решения данных проблем.Thus, one aim of the invention is to provide a simple, cost-effective and efficient solution to these problems.
Для достижения этой цели предлагается способ изготовления восковой модели кольцевого лопаточного узла статора турбомашины, предназначенной для изготовления формы данного лопаточного узла, причем упомянутая модель включает в себя два коаксиальных экрана, соответственно радиально внутренний и радиально внешний, которые соединены друг с другом множеством лопаток, из которых по меньшей мере одна содержит внутреннюю полость, причем упомянутый способ включает, последовательно, с использованием металлической формы, имеющей приблизительно форму, которую необходимо придать упомянутой модели кольцевого лопаточного узла:To achieve this goal, a method for manufacturing a wax model of an annular blade assembly of a stator of a turbomachine, designed to manufacture the shape of a given blade assembly, said model includes two coaxial screens, respectively radially internal and radially external, which are connected to each other by a plurality of blades, of which at least one contains an internal cavity, said method comprising, sequentially, using a metal mold having approximately the form to be given to said model of the ring blade assembly:
- размещение литейного стержня, выполненного с возможностью образования оттиска упомянутой полости, на участке упомянутой металлической формы, который образует лопатку, содержащую полость, причем вышеупомянутый стержень имеет преимущественно удлиненную форму, содержащую радиально внешний конец, установленный в металлической форме;- the placement of the casting rod, made with the possibility of imprinting the aforementioned cavity, in the area of the aforementioned metal mold, which forms a blade containing a cavity, the aforementioned rod having a predominantly elongated shape containing a radially external end mounted in a metal form;
- инжекцию воска в металлическую форму, содержащую вышеупомянутый стержень;- injection of wax into a metal mold containing the aforementioned rod;
- после охлаждения воска извлечение образованной в результате восковой модели, содержащей стержень, из формы.- after cooling the wax, removing the resulting wax model containing the core from the mold.
В соответствии с изобретением вышеупомянутый стержень изготовлен из металла и расположен так, что его радиально внутренний конец размещается на участке формы, образующем лопатку, содержащую упомянутую полость, на расстоянии от радиально внутреннего конца данного участка формы.In accordance with the invention, the aforementioned rod is made of metal and is positioned so that its radially inner end is placed on a section of the mold forming a blade containing said cavity at a distance from the radially inner end of this section of the mold.
Использование металлического стержня, который является более жестким по сравнению с используемым обычно керамическим стержнем, позволяет устанавливать данный стержень на металлической форме только его радиально внешним концом, при этом минимизируя риски, что данный стержень будет подвергаться деформации во время инжекции воска. Такая установка стержня на металлической форме особенно предпочтительна, когда восковая модель, изготовленная данным способом, используется в способе изготовления кольцевого лопаточного узла, как будет более подробно описано ниже.The use of a metal rod, which is more rigid compared to a commonly used ceramic rod, allows this rod to be installed on a metal mold only with its radially external end, while minimizing the risks that this rod will undergo deformation during wax injection. This installation of the rod on a metal mold is particularly preferred when the wax model made by this method is used in a method for manufacturing an annular blade assembly, as will be described in more detail below.
Повышенная прочность стержня означает, что можно увеличить давление инжекции воска и уменьшить процент восковых моделей, которые оказываются бракованными вследствие деформации стержня.The increased strength of the rod means that it is possible to increase the injection pressure of the wax and to reduce the percentage of wax patterns that turn out to be defective due to the deformation of the rod.
Изобретение также относится к способу изготовления кольцевого лопаточного узла статора турбомашины, включающего в себя два коаксиальных экрана, которые являются соответственно радиально внутренним и радиально внешним, соединенные друг с другом множеством лопаток, из которых по меньшей мере одна содержит внутреннюю полость, причем упомянутый способ включает, последовательно:The invention also relates to a method for manufacturing an annular blade assembly of a stator of a turbomachine, comprising two coaxial screens, which are respectively radially internal and radially external, connected to each other by a plurality of blades, of which at least one contains an internal cavity, said method comprising sequentially:
- изготовление восковой модели кольцевого лопаточного узла способом вышеописанного типа;- the manufacture of a wax model of the annular scapular node by the method of the type described above;
- изготовление формы из жаропрочного материала посредством формования для дублирования вышеупомянутой восковой модели с последующим удалением воска;- manufacturing a mold from a heat-resistant material by molding to duplicate the aforementioned wax model, followed by removal of the wax;
- отливку расплавленного металлического сплава в форме, изготовленной из жаропрочного материала, содержащей вышеупомянутый стержень, для образования упомянутого кольцевого лопаточного узла;- casting a molten metal alloy in a mold made of a heat-resistant material containing the aforementioned rod to form said annular blade assembly;
- после охлаждения металлического сплава извлечение кольцевого лопаточного узла из формы и удаление стержня.- after cooling the metal alloy, removing the annular blade assembly from the mold and removing the rod.
Таким образом, данный способ изготовления кольцевого лопаточного узла использует вышеописанный способ изготовления восковой модели, в которой стержень установлен на металлической форме только одним своим радиально внешним концом.Thus, this method of manufacturing an annular blade assembly uses the above-described method of manufacturing a wax model, in which the rod is mounted on a metal mold with only one of its radially outer ends.
После завершения этапов дублирования восковой модели и удаления воска радиально внешний конец стержня заключен в затвердевшем жаропрочном материале и, следовательно, позволяет стержню быть соединенным с формой, изготовленной из данного материала, при этом радиально внутренний конец стержня продолжается внутри данной формы, на расстоянии от радиально внутреннего конца участка данной формы, образующего лопатку, содержащую вышеупомянутую полость, и, соответственно, на расстоянии от радиально внутреннего экрана формы.After completing the steps of duplicating the wax model and removing wax, the radially outer end of the rod is enclosed in a hardened heat-resistant material and, therefore, allows the rod to be connected to a mold made of this material, while the radially inner end of the rod continues inside the mold, at a distance from the radially inner the end of the section of this mold, forming a blade containing the aforementioned cavity, and, accordingly, at a distance from the radially inner screen of the mold.
В результате радиально внутренний конец стержня не образует отверстие во внутреннем экране кольцевого лопаточного узла, полученного данным способом. И поэтому уже не нужно осуществлять операцию заделывания отверстия в данном внутреннем экране, что позволяет уменьшить стоимость изготовления кольцевых лопаточных узлов статоров турбомашин и увеличить сроки службы данных узлов.As a result, the radially inner end of the rod does not form a hole in the inner screen of the annular blade assembly obtained by this method. And therefore, it is no longer necessary to carry out the operation of closing the holes in this internal screen, which allows to reduce the cost of manufacturing annular blade assemblies of stators of turbomachines and increase the service life of these assemblies.
Предпочтительно, перед изготовлением формы из жаропрочного материала, способ изготовления кольцевого лопаточного узла статора турбомашины также включает извлечение упомянутого металлического стержня из упомянутой восковой модели с последующим размещением в оттиске, образованном в воске упомянутым металлическим стержнем, стержня такой же формы, изготовленного из керамического материала.Preferably, before manufacturing a mold from a heat-resistant material, a method of manufacturing an annular blade assembly of a stator of a turbomachine also includes removing said metal rod from said wax model and then placing a rod of the same shape made of ceramic material in a print formed in wax by said metal rod.
Стержень, изготовленный из керамического материала, обладает повышенной термостойкостью и поэтому более пригоден для последующего этапа заливки расплавленного металлического сплава. К тому же на конечном этапе данного способа керамический стержень может быть удален обычным химическим методом.The rod made of ceramic material has high heat resistance and is therefore more suitable for the subsequent stage of pouring molten metal alloy. Moreover, at the final stage of this method, the ceramic rod can be removed by the usual chemical method.
Металлический стержень предпочтительно имеет сечение, которое сужается в направлении его радиально внутреннего конца.The metal rod preferably has a cross section that tapers towards its radially inner end.
Сужающаяся форма металлического стержня позволяет облегчить его извлечение из восковой модели, при этом уменьшая риски повреждения данной модели. Прочность данного металлического стержня также позволяет ограничить риски повреждения стержня при его извлечении.The tapered shape of the metal bar makes it easier to remove from the wax model, while reducing the risk of damage to the model. The strength of this metal rod also allows you to limit the risks of damage to the rod when it is removed.
Если металлический стержень заменяют керамическим стержнем, как описано выше, то последний имеет такую же форму, как и металлический стержень, и сужение данной формы облегчает вставку данного керамического стержня в оттиск (полость), предварительно образованный металлическим стержнем.If the metal rod is replaced with a ceramic rod, as described above, the latter has the same shape as the metal rod, and the narrowing of this shape facilitates the insertion of this ceramic rod into the impression (cavity) previously formed by the metal rod.
Однако способ в соответствии с изобретением может быть реализован без осуществления вышеупомянутого этапа замены стержней, особенно когда металл, образующий металлический стержень, имеет достаточно высокую температуру плавления по сравнению с температурой плавления металлического сплава, заливаемого в форму, выполненную из жаропрочного (или огнеупорного) материала, чтобы позволить металлическому стержню выдерживать заливку данного сплава без риска расплавления стержня.However, the method in accordance with the invention can be implemented without performing the aforementioned step of replacing the rods, especially when the metal forming the metal rod has a sufficiently high melting temperature compared to the melting temperature of a metal alloy poured into a mold made of heat-resistant (or refractory) material, to allow the metal rod to withstand pouring of the alloy without the risk of melting the rod.
Изобретение также относится к металлической форме, предназначенной для изготовления, способом вышеописанного типа, восковой модели кольцевого лопаточного узла статора турбомашины, включающего в себя два коаксиальных экрана, соответственно радиально внутренний и радиально внешний, которые соединены друг с другом множеством лопаток, из которых по меньшей мере одна содержит внутреннюю полость, причем упомянутая форма включает в себя на участке, который образует упомянутую лопатку, содержащую полость, литейный стержень преимущественно удлиненной формы, содержащий радиально внешний конец, установленный на металлической форме для образования оттиска упомянутой полости, причем упомянутая форма отличается тем, что стержень изготовлен из металла и расположен так, что его радиально внутренний конец размещается на упомянутом участке формы, образующем лопатку, содержащую упомянутую полость, на расстоянии от радиально внутреннего конца упомянутого участка формы.The invention also relates to a metal mold intended for the manufacture, by the method of the type described above, of a wax model of an annular blade assembly of a turbomachine stator including two coaxial screens, respectively radially internal and radially external, which are connected to each other by a plurality of blades, of which at least one contains an internal cavity, and the said shape includes in the area that forms the said blade containing the cavity, the foundry core a long shape containing a radially outer end mounted on a metal mold to form an imprint of the cavity, said shape being characterized in that the rod is made of metal and arranged so that its radially inner end is placed on said mold portion forming a blade containing said cavity , at a distance from the radially inner end of said mold portion.
Изобретение также относится к восковой модели, предназначенной для изготовления, способом вышеописанного типа, кольцевого лопаточного узла статора турбомашины, включающего в себя два коаксиальных экрана, соответственно радиально внутренний и радиально внешний, которые соединены друг с другом множеством лопаток, из которых по меньшей мере одна содержит внутреннюю полость, причем упомянутая форма включает в себя на участке, который образует упомянутую лопатку, содержащую полость, литейный стержень преимущественно удлиненной формы, содержащий радиально внешний конец, выступающий из модели, для образования оттиска упомянутой полости, причем упомянутая модель отличается тем, что стержень изготовлен из металла и расположен так, что его радиально внутренний конец размещается на упомянутом участке модели, образующем лопатку, содержащую упомянутую полость, на расстоянии от радиально внутреннего конца упомянутого участка модели.The invention also relates to a wax model for manufacturing, by the method of the type described above, an annular blade assembly of a stator of a turbomachine including two coaxial screens, respectively radially internal and radially external, which are connected to each other by a plurality of blades, of which at least one contains the internal cavity, and the said shape includes in the area that forms the said blade containing the cavity, the casting rod is mainly elongated, soda holding a radially outer end protruding from the model to form an imprint of the said cavity, said model being characterized in that the rod is made of metal and is positioned so that its radially inner end is placed on the said part of the model forming a blade containing the said cavity at a distance from the radially inner end of said portion of the model.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение будет более понятным и другие детали, преимущества и характеристики его станут очевидными после прочтения приведенного ниже описания, представленного в качестве неограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The invention will be better understood and other details, advantages and characteristics of it will become apparent after reading the description below, presented as a non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг.1 показывает ранее описанный перспективный вид кольцевого лопаточного узла статора турбомашины известного типа;Figure 1 shows the previously described perspective view of the annular blade assembly of the stator of a turbomachine of a known type;
Фиг.2 показывает ранее описанный перспективный вид стержня известного типа, предназначенного для изготовления лопаточного узла, показанного на фиг.1;Figure 2 shows the previously described perspective view of a rod of a known type for manufacturing the blade assembly shown in figure 1;
Фиг.3 представляет собой частичный схематичный вид внутреннего экрана кольцевого лопаточного узла, показанного на фиг.1, перед заделкой отверстия, образованного стержнем, показанным на фиг.2;Figure 3 is a partial schematic view of the inner screen of the annular blade assembly shown in figure 1, before sealing the hole formed by the shaft shown in figure 2;
Фиг.4 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую основные этапы способа в соответствии с изобретением для изготовления кольцевого лопаточного узла статора турбомашины;Figure 4 is a flowchart showing the main steps of the method in accordance with the invention for manufacturing an annular blade assembly of a stator of a turbomachine;
Фиг.5 представляет собой перспективный схематичный вид стержня, предназначенного для реализации способа в соответствии с фиг.4;Figure 5 is a perspective schematic view of a rod for implementing the method in accordance with figure 4;
Фиг.6 представляет собой частичный перспективный вид восковой модели кольцевого лопаточного узла, в котором установлен стержень, показанный на фиг.5;FIG. 6 is a partial perspective view of a wax model of an annular blade assembly in which the shaft shown in FIG. 5 is mounted;
Фиг.7 представляет собой вид, аналогичный фиг.6, с поперечным разрезом.Fig.7 is a view similar to Fig.6, with a cross section.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments
Блок-схема последовательности операций, показанная на фиг.4, иллюстрирует способ в соответствии с изобретением для изготовления кольцевого лопаточного узла статора турбомашины такого же типа, как лопаточный узел, изображенный на фиг.1, и соответственно включающего в себя два коаксиальных экрана, соответственно внутренний 12 и внешний 14, соединенных друг с другом множеством лопаток 16, из которых по меньшей мере одна лопатка 18 имеет полость.The flowchart shown in FIG. 4 illustrates a method in accordance with the invention for manufacturing an annular blade assembly of a stator of a turbomachine of the same type as the blade assembly shown in FIG. 1 and accordingly including two coaxial screens, respectively, an inner 12 and the outer 14 connected to each other by a plurality of
Данный способ включает четыре последовательных основных этапа, обозначенных соответственно ссылочными позициями 30, 32, 34 и 36 в блок-схеме последовательности операций, показанной на фиг.4.This method includes four consecutive main steps, respectively indicated by reference numerals 30, 32, 34 and 36 in the flowchart shown in FIG. 4.
Первый этап 30 состоит из изготовления обычным способом металлической формы изготавливаемого лопаточного узла; второй этап 32 состоит из изготовления восковой модели лопаточного узла посредством данной металлической формы; третий этап 34 состоит из изготовления формы из цемента или вообще любого пригодного жаропрочного материала посредством дублирования восковой модели; и четвертый этап 36 состоит из изготовления лопаточного узла посредством вышеупомянутой цементной формы.The first step 30 consists of manufacturing in the usual way the metal mold of the manufactured blade assembly; the second step 32 consists of making a wax model of the blade assembly using a given metal mold; the third step 34 consists of making a mold of cement or any suitable heat-resistant material in general by duplicating the wax model; and the fourth step 36 consists of manufacturing a blade assembly by means of the aforementioned cement mold.
Более конкретно, второй этап 32 включает стадию 38 размещения в металлической форме стержня, который отличается от обычного стержня, показанного на фиг.2, тем, что он изготовлен из металла, например из стали, и тем, что он не содержит выступа на своем конце, предназначенного для размещения радиально у внутренней части формы.More specifically, the second step 32 includes a step 38 of placing in the metal form of the rod, which differs from the conventional rod shown in figure 2, in that it is made of metal, such as steel, and in that it does not contain a protrusion at its end designed to be placed radially at the inside of the mold.
На фиг.5 показан стержень 40 такого типа и, в частности, его конец 42, который предназначен для размещения радиально у внешней части в форме и который содержит выступ 44, подобный выступу 24 стержня обычного типа, показанного на фиг.2, и его конец 46, который предназначен для размещения радиально у внутренней части в форме и который не содержит выступа. Данный стержень 40 имеет поперечное сечение, которое сужается в направлении его вышеупомянутого конца 46, как показано на фиг.5, что становится возможным, в частности, благодаря отсутствию выступа на данном конце.Figure 5 shows a
На вышеупомянутом этапе 38 (фиг.4) стержень 40 устанавливают на участке металлической формы, образующем лопатку лопаточного узла, которая содержит полость так, что выступ 44 конца 42 данного стержня выступает за пределы формы, проходя через отверстие стенки данной формы, образующей радиально внешний экран лопаточного узла, и так, что другой конец 46 данного стержня продолжается внутри формы, на расстоянии, радиально внутрь, от стенки данной формы, образующей радиально внутренний экран лопаточного узла.In the aforementioned step 38 (FIG. 4), the
Следующая стадия 48 второго этапа 32 способа состоит в инжекции воска под давлением в металлическую форму, содержащую вышеописанный металлический стержень 40, обычным способом, до тех пор, пока форма не заполнится воском, при этом стержень заключен в воске, кроме его выступа, который выступает за пределы металлической формы. Прочность металлического стержня предохраняет последний от деформации во время инжекции воска, несмотря на давление, оказываемое на стержень данным воском.The next step 48 of the second step 32 of the method consists in injecting the wax under pressure into a metal mold containing the above-described
После охлаждения застывший воск образует модель 50 изготавливаемого кольцевого лопаточного узла, которая показана на фиг.6 и 7. Данная модель 50 имеет приблизительно форму кольцевого лопаточного узла и, соответственно, включает в себя коаксиальные экраны, соответственно внутренний 52 и внешний 54, и множество лопаток 56, соединяющих данные два экрана, и включает лопатку 58, выполненную с возможностью образования лопатки лопаточного узла, которая содержит полость, причем данная лопатка 58 восковой модели представляет собой лопатку, которая содержит стержень 40. На фиг.7 показано, в частности, положение радиально внутреннего конца 46 стержня 40, который расположен на расстоянии, радиально внутрь, от радиально внутреннего экрана 52, который образует радиально внутренний конец лопатки 58.After cooling, the hardened wax forms a
В предпочтительной реализации способа в соответствии с изобретением второй этап 32 данного способа продолжается на стадии 60, состоящей в удалении металлического стержня 40 из восковой модели и в замене его стержнем такой же формы, изготовленным из керамического материала и, следовательно, обладающим повышенной термостойкостью. Металлический стержень 40 удаляют посредством перемещения данного стержня при приблизительно прямолинейном поступательном перемещении радиально к внешней стороне модели. Сужающаяся радиально к внутренней стороне форма металлического стержня 40 позволяет эффективно уменьшить риски повреждения воска во время данной операции извлечения. Предполагаемая цель замены металлического стержня 40 керамическим стержнем заключается в том, чтобы позволить стержню лучше выдерживать последующую заливку расплавленного металлического сплава и облегчить удаление данного стержня обычным химическим методом на конечном этапе способа изготовления, как будет более подробно описано ниже.In a preferred embodiment of the method in accordance with the invention, the second step 32 of this method continues at step 60, which consists in removing the
Второй этап 32 способа завершается стадией 62 удаления восковой модели 50, включающей керамический стержень, из формы.The second step 32 of the method ends with step 62 of removing the
Затем способ продолжается на третьем этапе 34, который включает в себя стадию 64 изготовления формы из цемента или подобного материала посредством дублирования восковой модели 50, которая была получена ранее. Более конкретно, данную восковую модель 50 покрывают цементом так, что цемент заключает в себя выступ керамического стержня, содержащегося в данной модели.The method then continues to a third step 34, which includes a step 64 for manufacturing a mold from cement or the like by duplicating the
Третий этап 34 завершается стадией 66 удаления воска обычным способом, включающим, например, нагревание данного воска, для того чтобы получить цементную форму, содержащую вышеупомянутый керамический стержень, выступ которого погружен в форму таким образом, чтобы прочно удерживать данный стержень.The third step 34 ends with a wax removal step 66 in a conventional manner, including, for example, heating a given wax, in order to obtain a cement mold containing the aforementioned ceramic rod, the protrusion of which is immersed in the mold so as to firmly hold the rod.
Четвертый этап 36 способа включает стадию 68 заливки расплавленного металлического сплава в предварительно полученную цементную форму. Стержень, размещенный в форме, позволяет образовать соответствующую полость лопатки 18 создаваемого кольцевого лопаточного узла. Следующая стадия 70, после охлаждения металлического сплава в форме, состоит в извлечении из формы полученного таким образом лопаточного узла и удалении керамического стержня обычным, предпочтительно химическим методом.The fourth method step 36 includes a step 68 of pouring the molten metal alloy into a preformed cement mold. The rod, placed in the form, allows you to form the corresponding cavity of the
Поскольку в ходе реализации вышеописанного способа радиально внутренний конец стержня не выступал за пределы лопаточного узла, внутренний экран данного узла не содержит отверстия, образуемого стержнем после удаления последнего. Таким образом, способ в соответствии с изобретением позволяет обойтись без конечной стадии заделки внутреннего экрана кольцевых лопаточных узлов и позволяет улучшить правильность формы и структуры данного экрана.Since during the implementation of the above method, the radially inner end of the rod did not protrude beyond the blade assembly, the inner screen of this assembly does not contain an opening formed by the rod after removing the latter. Thus, the method in accordance with the invention allows to do without the final stage of sealing the inner screen of the annular scapular nodes and can improve the correct form and structure of this screen.
Способ в соответствии с изобретением, как вариант, может быть реализован без осуществления стадии 60 удаления металлического стержня и замены данного стержня керамическим стержнем. В этом случае весь способ осуществляется с использованием одного и того же металлического стержня. В таком случае металлический стержень имеет достаточно высокую температуру плавления относительно температуры плавления заливаемого металлического сплава, чтобы выдерживать высокие температуры, связанные с заливкой расплавленного металлического сплава во время стадии 68.The method in accordance with the invention, as an option, can be implemented without performing step 60 of removing the metal rod and replacing the rod with a ceramic rod. In this case, the entire method is carried out using the same metal rod. In this case, the metal rod has a sufficiently high melting temperature relative to the melting temperature of the poured metal alloy to withstand the high temperatures associated with pouring the molten metal alloy during step 68.
Способ в соответствии с изобретением может быть широко использован для изготовления кольцевых лопаточных узлов, образующих одно целое, например вышеописанного узла, или для изготовления узлов, образованных из множества секторов, соединенных встык в окружном направлении, при этом каждый из секторов, включающих лопатку, содержащую внутреннюю полость, может быть изготовлен посредством данного способа.The method in accordance with the invention can be widely used for the manufacture of annular blade assemblies forming a single unit, for example, the assembly described above, or for the manufacture of assemblies formed of a plurality of sectors connected end-to-end in the circumferential direction, each of the sectors including a blade containing an inner cavity, can be manufactured by this method.
Claims (7)
- этап (32) изготовления восковой модели (50) упомянутого лопаточного кольцевого узла (10) способом по п.1 или 2,
- этап (34) изготовления формы из жаропрочного материала посредством дублирования (64) упомянутой восковой модели (50) с последующим удалением (66) воска,
- этап (68) заливки расплавленного металлического сплава в упомянутую форму, изготовленную из жаропрочного материала и содержащую упомянутый стержень (40), чтобы образовать упомянутый кольцевой лопаточный узел (10),
- после охлаждения упомянутого металлического сплава этап (70) извлечения упомянутого кольцевого лопаточного узла (10) и удаления упомянутого стержня (40).3. A method of manufacturing an annular blade assembly (10) of a turbomachine stator containing two coaxial screens, respectively radially internal (12) and radially external (14) connected to each other by blades (16), of which at least one blade (18) contains an internal cavity, including:
- a step (32) for manufacturing a wax model (50) of said blade ring assembly (10) by the method according to claim 1 or 2,
- a step (34) for manufacturing a mold from a heat-resistant material by duplication (64) of said wax model (50) followed by removal (66) of the wax,
- a step (68) of pouring the molten metal alloy into said mold made of heat-resistant material and containing said rod (40) to form said annular blade assembly (10),
- after cooling said metal alloy, step (70) of removing said annular blade assembly (10) and removing said rod (40).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0956850A FR2950825B1 (en) | 2009-10-01 | 2009-10-01 | IMPROVED PROCESS FOR MANUFACTURING AN ANNULAR ASSEMBLY FOR LOST WAX TURBOMACHINE, METALLIC MOLD AND WAX MODEL FOR IMPLEMENTING SUCH A METHOD |
FR0956850 | 2009-10-01 | ||
PCT/EP2010/064573 WO2011039315A1 (en) | 2009-10-01 | 2010-09-30 | Improved lost-wax casting method for manufacturing an annular bladed turbine engine assembly, metal mold, and wax pattern for implementing such a method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012117789A RU2012117789A (en) | 2013-11-10 |
RU2534594C2 true RU2534594C2 (en) | 2014-11-27 |
Family
ID=42358231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012117789/02A RU2534594C2 (en) | 2009-10-01 | 2010-09-30 | Perfected process of investment wax pattern production of turbomachine blade assembly, metal mould and wax pattern to this end |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8397790B2 (en) |
EP (1) | EP2483011B1 (en) |
JP (1) | JP5511967B2 (en) |
CN (1) | CN102574199B (en) |
BR (1) | BR112012007348A2 (en) |
CA (1) | CA2776201C (en) |
FR (1) | FR2950825B1 (en) |
RU (1) | RU2534594C2 (en) |
WO (1) | WO2011039315A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800747C2 (en) * | 2019-03-22 | 2023-07-27 | Сафран Эркрафт Энджинз | Blade of aircraft gas turbine engine and method of its manufacture by means of casting using smelted wax models |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8801388B2 (en) * | 2010-12-20 | 2014-08-12 | Honeywell International Inc. | Bi-cast turbine rotor disks and methods of forming same |
FR2988022B1 (en) * | 2012-03-16 | 2023-12-08 | Snecma | METHOD FOR MANUFACTURING A STATOR SECTOR WITH HOLLOW BLADES FOR A GAS TURBINE. |
FR3003599B1 (en) * | 2013-03-25 | 2017-11-17 | Snecma | FIXED AUBAGE OF IMPROVED FLOW DISTRIBUTION |
CN103521715B (en) * | 2013-09-07 | 2016-03-02 | 北京百慕航材高科技股份有限公司 | A kind of preparation method of the titanium or titanium alloy precision casting containing elongated lumens |
CN104325090B (en) * | 2014-11-24 | 2016-05-18 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | A kind of localization method of block cast covering plate structure turbo blade ceramic core |
CN104550735A (en) * | 2015-02-08 | 2015-04-29 | 哈尔滨鑫润工业有限公司 | Precision casting method of last stage extra-long guide blade for million-kilowatt nuclear power unit |
FR3041374B1 (en) * | 2015-09-17 | 2020-05-22 | Safran Aircraft Engines | DISTRIBUTOR SECTOR FOR A TURBOMACHINE WITH DIFFERENTIALLY COOLED VANES |
CN109014038A (en) * | 2018-10-16 | 2018-12-18 | 北京星航机电装备有限公司 | A method of reducing shell spalling in precision-investment casting dewaxing process |
CN111604477B (en) * | 2020-06-10 | 2021-12-14 | 山东鑫聚龙动力科技集团有限公司 | Manufacturing method of engine case |
CN113600755A (en) * | 2021-08-31 | 2021-11-05 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | Casting method of concatemer blade with temperature measuring hole |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2510735A (en) * | 1946-04-10 | 1950-06-06 | United Aircraft Corp | Turbine element |
US3751180A (en) * | 1970-12-08 | 1973-08-07 | United Aircraft Canada | Vane rings |
US4728258A (en) * | 1985-04-25 | 1988-03-01 | Trw Inc. | Turbine engine component and method of making the same |
RU2093304C1 (en) * | 1995-12-28 | 1997-10-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Cooled turbine blade and method for its manufacture |
RU2094170C1 (en) * | 1995-12-28 | 1997-10-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Method for manufacture of cooled gas turbine engine blade and cooled blade of gas turbine engine |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1188819A (en) * | 1957-01-30 | 1959-09-25 | Parsons & Marine Eng Turbine | Nozzle sector for turbines |
US4066116A (en) * | 1976-01-29 | 1978-01-03 | Trw Inc. | Mold assembly and method of making the same |
JPS56109140A (en) * | 1980-02-01 | 1981-08-29 | Hitachi Ltd | Precision casting method |
JPH1052736A (en) * | 1996-08-09 | 1998-02-24 | Honda Motor Co Ltd | Manufacture of hollow casting with lost wax method |
US7216694B2 (en) * | 2004-01-23 | 2007-05-15 | United Technologies Corporation | Apparatus and method for reducing operating stress in a turbine blade and the like |
US7296615B2 (en) * | 2004-05-06 | 2007-11-20 | General Electric Company | Method and apparatus for determining the location of core-generated features in an investment casting |
US7108045B2 (en) * | 2004-09-09 | 2006-09-19 | United Technologies Corporation | Composite core for use in precision investment casting |
US20070221359A1 (en) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | United Technologies Corporation | Methods and materials for attaching casting cores |
US20080131285A1 (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-05 | United Technologies Corporation | RMC-defined tip blowing slots for turbine blades |
US7942188B2 (en) * | 2008-03-12 | 2011-05-17 | Vent-Tek Designs, Llc | Refractory metal core |
-
2009
- 2009-10-01 FR FR0956850A patent/FR2950825B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-09-30 EP EP10763672.2A patent/EP2483011B1/en active Active
- 2010-09-30 BR BR112012007348A patent/BR112012007348A2/en not_active Application Discontinuation
- 2010-09-30 CN CN201080044363.5A patent/CN102574199B/en active Active
- 2010-09-30 WO PCT/EP2010/064573 patent/WO2011039315A1/en active Application Filing
- 2010-09-30 JP JP2012531431A patent/JP5511967B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-09-30 RU RU2012117789/02A patent/RU2534594C2/en not_active IP Right Cessation
- 2010-09-30 CA CA2776201A patent/CA2776201C/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-09-30 US US13/498,713 patent/US8397790B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2510735A (en) * | 1946-04-10 | 1950-06-06 | United Aircraft Corp | Turbine element |
US3751180A (en) * | 1970-12-08 | 1973-08-07 | United Aircraft Canada | Vane rings |
US4728258A (en) * | 1985-04-25 | 1988-03-01 | Trw Inc. | Turbine engine component and method of making the same |
RU2093304C1 (en) * | 1995-12-28 | 1997-10-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Cooled turbine blade and method for its manufacture |
RU2094170C1 (en) * | 1995-12-28 | 1997-10-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Method for manufacture of cooled gas turbine engine blade and cooled blade of gas turbine engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800747C2 (en) * | 2019-03-22 | 2023-07-27 | Сафран Эркрафт Энджинз | Blade of aircraft gas turbine engine and method of its manufacture by means of casting using smelted wax models |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011039315A1 (en) | 2011-04-07 |
RU2012117789A (en) | 2013-11-10 |
JP5511967B2 (en) | 2014-06-04 |
CN102574199B (en) | 2014-08-06 |
US20120180972A1 (en) | 2012-07-19 |
US8397790B2 (en) | 2013-03-19 |
CA2776201C (en) | 2017-04-25 |
FR2950825B1 (en) | 2011-12-09 |
BR112012007348A2 (en) | 2016-10-04 |
CN102574199A (en) | 2012-07-11 |
CA2776201A1 (en) | 2011-04-07 |
FR2950825A1 (en) | 2011-04-08 |
EP2483011B1 (en) | 2013-07-31 |
EP2483011A1 (en) | 2012-08-08 |
JP2013506558A (en) | 2013-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2534594C2 (en) | Perfected process of investment wax pattern production of turbomachine blade assembly, metal mould and wax pattern to this end | |
RU2377422C2 (en) | Method to produce turbine stator case | |
KR101960715B1 (en) | Method for manufacturing a impeller and Method for manufacturing a turbine wheel | |
CN1253273C (en) | Setting core for pouring cooling channel and reinforcement setting | |
JP4369622B2 (en) | Multi-wall ceramic core assembly, method for manufacturing the same, and method for manufacturing blade casting having a multi-wall defining the shape of the internal cooling passage | |
JP2005028455A (en) | Investment casting method, and core and die used therein | |
JP2011509185A (en) | Turbine airfoil casting method | |
US10155265B2 (en) | Method for positioning core by soluble wax in investment casting | |
GB2281238A (en) | improvements in investment casting using chaplets | |
JP3927628B2 (en) | Turbine nozzle and its investment casting method | |
CN105364002A (en) | Investment casting process accelerating solidification and cooling of casting | |
CN108698117B (en) | Method for forming dust removal holes of turbine blades and related ceramic core | |
US10363633B2 (en) | Method for manufacturing at least one metal turbine engine part | |
CN107812883B (en) | A kind of ceramic shell preparation method for eliminating conjuncted blade blade thermal center | |
CN108971429A (en) | A kind of casting elongated hole casting device | |
US10343218B2 (en) | Casting with a second metal component formed around a first metal component using hot isostactic pressing | |
JP4100635B2 (en) | Swirler for gas turbine combustor and method for manufacturing the same | |
JP2002500955A (en) | Casting products, methods for producing castings, and molds | |
JP4100634B2 (en) | Castability model for casting with ceramic core and method for producing casting using the same | |
US10710154B2 (en) | Casting core removal through thermal cycling | |
US11498117B1 (en) | Method and apparatus for supporting wax pattern during investment casting | |
JP4087287B2 (en) | Manufacturing method of cylindrical product | |
KR100405700B1 (en) | Casting method of cam shift | |
JP2006122942A (en) | Insert casting method of cylindrical member, and induction heating device | |
JP2006055868A (en) | Casting method and metallic mold for casting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181001 |